Тротиловый эквивалент

Высота ядерного гриба в зависимости от энергии (в тротиловом эквиваленте)

Троти́ловый эквивале́нт — мера энерговыделения высокоэнергетических событий, выраженная в количестве тротила (тринитротолуола, ТНТ), выделяющем при взрыве равное количество энергии.

Удельная энергия взрывного разложения тринитротолуола в зависимости от условий проведения взрыва варьирует в диапазоне 980—1100 кал/г. Для сравнения различных видов взрывчатых веществ условно приняты значения 1000 кал/г и 4184 Дж/г.

Производные величины

1 миллиграмм тринитротолуола выделяет 1 термохимическую калорию, или 4,184 джоуля;
1 грамм ТНТ = 4,184⋅10³ Дж = 4,184 кДж;
1 килограмм ТНТ = 4,184⋅10⁶ Дж = 4,184 МДж;
1 тонна ТНТ = 4,184⋅10⁹ Дж = 4,184 ГДж;
1 килотонна (кт) ТНТ = 4,184⋅10¹² Дж = 4,184 ТДж;
1 мегатонна (Мт) ТНТ = 4,184⋅10¹⁵ Дж = 4,184 ПДж;
1 гигатонна (Гт) ТНТ = 4,184⋅10¹⁸ Дж = 4,184 ЭДж.
1 тератонна (Тт) ТНТ = 4,184⋅10²¹ Дж = 4.184 ЗДж.
1 петатонна (Пт) ТНТ = 4,184⋅10²⁴ Дж = 4.184 ИДж.

Использование и примеры

Тротиловый эквивалент мощности взрыва используется для оценки энергии, выделяемой при ядерных взрывах, подрывах химических взрывчатых устройств, падениях астероидов и комет, взрывах вулканов и в других случаях.

В частности, тротиловый эквивалент может характеризовать мощность ядерного взрыва. Он равен массе тротилового (тринитротолуолового) заряда, энергия которого во время взрыва была бы эквивалентна энергии взрыва данного ядерного боеприпаса. Например, энергия, выделяющаяся при делении всех ядер, содержащихся в одном килограмме урана-235 или плутония-239^[1] (~80 ТДж), примерно равна энергии взрыва 20 тыс. т тротила.

Так, энергия взрыва ядерной бомбы «Малыш» над Хиросимой 6 августа 1945 года по разным оценкам составляет от 13 до 18 кт ТНТ, что соответствует полному преобразованию в энергию примерно 0,7 г материи:

E = mc² = 0,0007 кг · (3⋅10⁸ м/с)² = 63⋅10¹² Дж ≈ 15 кт ТНТ.

Для сравнения, общее мировое потребление электроэнергии за 2005 год (5⋅10²⁰ Дж) равно 120 Гт ТНТ, или в среднем 3,8 кт ТНТ в секунду.

Энерговыделение при падении Тунгусского метеорита оценивается в 10—30 Мт ТНТ. При взрыве вулкана Кракатау в 1883 году выделилось около 200 Мт энергии в тротиловом эквиваленте. Полная энергия, выделившаяся при вызвавшем катастрофическое цунами землетрясении в Индийском океане 26 декабря 2004 года (магнитуда 9,3), эквивалентна 9600 гигатонн (4·10²² Дж)^[2], однако энергия, выделившаяся на поверхности дна океана, была в сотни тысяч раз меньше и эквивалентна лишь 26 мегатонн^[3].

Тротиловый эквивалент взрывчатых веществ

Тротиловый эквивалент взрывчатых веществ представляет собой коэффициент, который указывает, во сколько раз сильнее или слабее данное вещество по сравнению с тротилом^[4]^[5] (изредка может вводиться сходный сравнительный коэффициент относительно других широко применяемых веществ). Тротиловый эквивалент представляет собой массу тротила, при взрыве которой выделяется столько же энергии, сколько выделится при взрыве заданного количества конкретного ВВ. $M_{\mathrm {T} }=(\mathrm {R.E.} )\cdot M_{\mathrm {BB} }$

Вещество	Тротиловый эквивалент (R.E.)	Формула
Тротил (ТНТ)	1,0
Нитрат аммония	0,337	NH₄NO₃
ТНРС	0,39
Порох	0,55—0,66	(KNO₃, S, C) или (нитроцеллюлоза + добавки)
Аммонал	0,99	NH₄NO₃ + ТНТ + Al
Тетрил	1,15—1,25
Гексоген	до 1,3—1,6
ТЭН	1,39
Тритонал	1,53	ТНТ + Al
Нитроглицерин	1,54^[6]
ЭГДН	1,6
Октоген	1,7
Октанитрокубан	2,38

Примечания

↑ При делении одного ядра ²³⁵U или ²³⁹Pu выделяется в среднем около 200 МэВ (~3,2·10⁻¹¹ Дж) энергии; количество ядер этих изотопов в одном килограмме составляет около 2,5·10²⁴ штук.
↑ USGS, Harvard Moment Tensor Solution (неопр.). National Earthquake Information Center, US Geological Survey (26 декабря 2004). Дата обращения: 12 августа 2010. Архивировано 17 января 2010 года.
↑ USGS Energy and Broadband Solution (неопр.). National Earthquake Information Center, US Geological Survey. Дата обращения: 12 августа 2010. Архивировано 4 апреля 2010 года.
↑ Курс «БЖД:Защита в ЧС и ГО» (неопр.). Дата обращения: 11 сентября 2014. Архивировано 11 сентября 2014 года.
↑ John Pichtel, Terrorism and WMDs: Awareness and Response Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine — CRC Press, 2011, ISBN 9781439851760, page 255—257 «Box 6.5 Relative effectiveness factor for explosives».
↑ Инженерный справочник DPVA (неопр.). Дата обращения: 10 ноября 2021. Архивировано 10 ноября 2021 года.